Cientistas descobrem bactérias que podem decompor certos “produtos químicos para sempre”

Por Universidade da Califórnia - Riverside 23 de julho de 2023

Cientistas da Universidade da Califórnia, em Riverside, identificaram duas espécies de bactérias que podem degradar um grupo teimoso de poluentes, conhecidos como “produtos químicos para sempre” ou PFAS. Estas bactérias que ocorrem naturalmente podem quebrar as ligações químicas destes poluentes, tornando-os inofensivos e oferecendo uma abordagem biológica económica para a limpeza de contaminantes industriais.

Cientistas especializados em engenharia química e ambiental da Universidade da Califórnia, em Riverside, descobriram dois tipos de bactérias no solo capazes de decompor uma classe de “produtos químicos eternos” teimosos, dando esperança para uma limpeza biológica de baixo custo de poluentes industriais.

A professora assistente Yujie Men e sua equipe da Bourns College of Engineering descobriram que essas bactérias são capazes de erradicar um subgrupo específico de substâncias per e polifluoroalquil, conhecidas como PFAS, particularmente aquelas que contêm um ou mais átomos de cloro em sua composição química. estrutura. Suas descobertas foram publicadas na revista científica Nature Water.

Produtos químicos prejudiciais à saúde persistem no meio ambiente por décadas ou por muito mais tempo devido às suas ligações invulgarmente fortes entre carbono e flúor. Notavelmente, a equipe da UCR descobriu que as bactérias quebram as ligações cloro-carbono do poluente, o que inicia uma cadeia de reações que destroem para sempre as estruturas químicas, tornando-as inofensivas.

Universidade da Califórnia, Riverside, professor assistente Yulie Men e estudante de graduação Josen Jin. Crédito: foto UCR de Sizhuo Zhang

“O que descobrimos é que as bactérias podem primeiro quebrar a ligação carbono-cloro, gerando intermediários instáveis”, disse Men. “E então esses intermediários instáveis ​​sofrem desfluoração espontânea, que é a clivagem da ligação carbono-flúor.”

Os PFAS clorados são um grande grupo na eterna família química de milhares de compostos. Eles incluem uma variedade de fluidos hidráulicos não inflamáveis ​​usados ​​na indústria e compostos usados ​​para fazer filmes quimicamente estáveis ​​que servem como barreiras contra umidade em diversas aplicações industriais, de embalagens e eletrônicas.

The two bacteria speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> As espécies - Desulfovibrio aminophilus e Sporomusa sphaeroides - identificadas pelo grupo Men's ocorrem naturalmente e são conhecidas por viverem em microbiomas subterrâneos onde as águas subterrâneas podem estar contaminadas com PFAS. Para limpezas rápidas, um nutriente barato, como o metanol, poderia ser injetado nas águas subterrâneas para promover o crescimento bacteriano. Isto aumentaria muito a presença da bactéria para destruir os poluentes de forma mais eficaz, disse Men. Se as bactérias ainda não estiverem presentes, a água contaminada poderá ser inoculada com uma das espécies de bactérias.

Uma imagem conceitual do processo de limpeza biológica. Crédito: Gráfico UCR de Evan Fields

Men é o autor correspondente do artigo e Bosen Jin, estudante de graduação em engenharia química e ambiental da UCR, é o autor principal. Outros coautores da UCR são o pós-doutorado Jinyu Gao; ex-pós-doutorado Huaqing Liu; os ex-alunos de pós-graduação Shun Che e Yaochun Yu; e Professor Associado Jinyong Liu.

O estudo expande trabalhos anteriores de Men, nos quais ela demonstrou que micróbios podem quebrar uma classe teimosa de PFAS chamada ácidos carboxílicos fluorados.